安徽省歙縣水竹坑銅礦床地質(zhì)特征及成因探討

胡順利，章 倩

歙縣水竹坑銅礦床，區(qū)域上位于江南造山帶北東段的白際嶺島弧帶內(nèi)基性火山巖帶內(nèi)，產(chǎn)于新元古代西村巖組（Pt3x）的細(xì)碧角斑巖中，該礦床向西與西部黃土坑銅礦相連構(gòu)成同一構(gòu)造巖漿成礦帶。水竹坑銅礦床，位于北西側(cè)水竹坑韌性斷裂帶與南南東側(cè)三陽(yáng)坑脆韌斷裂帶之間混雜巖帶內(nèi)，該礦床為海底噴流銅礦床。通過(guò)對(duì)該礦床地質(zhì)特征的調(diào)查研究，提高了礦床成因認(rèn)識(shí)及掌握了找礦依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

歙縣水竹坑銅礦床，位于安徽東部皖浙相鄰區(qū)的新元古代基地底層中，基底地層為的基性-超基性巖帶中，位于江南造山帶北東段皖南地區(qū)，礦床主體W 位于白際嶺島弧帶內(nèi)。帶南側(cè)為祁門—三陽(yáng)脆韌性斷裂帶，帶北西側(cè)為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，水竹坑銅礦床位于上述脆韌性斷裂帶與韌性斷裂帶所挾持向北東開(kāi)口的三角區(qū)構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)。

水竹坑銅礦床出露地層為新元古代西村巖組（Pt3x）。由片理發(fā)育的細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理千枚巖傾向南東?；祀s巖帶內(nèi)青白口紀(jì)早期花崗閃長(zhǎng)巖侵入體廣泛發(fā)育片麻狀構(gòu)造，并呈長(zhǎng)條狀分布。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，一組為北東向逆斷層，另一組為NW 向正斷層或平推斷層，三組裂隙構(gòu)造。其中以143°～153°方向裂隙構(gòu)造與脈巖和礦化關(guān)系密切。

水竹坑銅礦床主要礦體分布于細(xì)碧巖內(nèi)及其附近，及綠泥石英片巖及砂質(zhì)千枚巖中。區(qū)內(nèi)礦體呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)含礦層位為新元古代西村巖組火山巖。與銅礦有關(guān)的主體巖性為細(xì)碧巖、角斑巖、石英角斑巖以及千枚巖、千枚狀板巖，片理化千枚巖走向北東，傾向南東（圖1）。

圖1 歙縣水竹坑銅礦區(qū)地質(zhì)略圖

2.2 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖主體為新元古代西村巖組與銅礦有關(guān)的西村巖組蛇綠巖套組合，及少量中基性脈巖。

2.2.1 火山巖組合

銅礦產(chǎn)于西村巖組細(xì)碧角斑巖內(nèi)，主要巖石組合為細(xì)碧巖、輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖。礦體主體產(chǎn)于球粒細(xì)碧巖和層狀輝綠巖內(nèi)。

2.2.2 火山巖巖石特征

依據(jù)細(xì)碧巖巖石學(xué)特征及其中的硅質(zhì)巖、碧玉巖等地質(zhì)特征，細(xì)碧巖-角斑巖組合為海底噴發(fā)火山巖。

2.2.3 火山巖巖石化學(xué)特征

礦區(qū)細(xì)碧巖其化學(xué)成分特征是高Na、低K。Na2O 在1.3%～3.30%之間，變化范圍較大，CaO/Na2O 值低于2.0。與中國(guó)及世界標(biāo)準(zhǔn)細(xì)碧巖有一定的差別（這與巖石后期蝕變有關(guān)）。

2.2.4 火山巖稀土元素特征

據(jù)地礦部礦床所張光弟等對(duì)水竹坑地區(qū)海相火山巖的研究，其火山巖的稀土元素含量特征：細(xì)碧巖的稀土總量為43ug/g ～68ug/g。呈輕稀土虧損型分布，重稀土較平緩，僅Er略有偏低，無(wú)Eu異常，石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r和綠泥石片巖（礦區(qū)），稀土總量分別為223ug/g和86ug/g，稀土曲線呈重稀土Er向下彎曲的弧形，凝灰?guī)r有弱的負(fù)Eu異常，片巖有正Eu異常。

礦區(qū)細(xì)碧巖的稀土元素與現(xiàn)代島弧拉斑玄武巖對(duì)比不是很一致，但與島弧拉斑玄武巖具有相似性。其輕稀土虧損模式代表島弧拉斑玄武巖。

2.3 細(xì)碧巖巖石成因

研究表明細(xì)碧巖巖石化學(xué)成分F（FeO+Fe2O3）、A（Na2O+K2O）、M（MgO）巖石成因三角圖解（圖2）顯示水竹坑及周邊地區(qū)的細(xì)碧巖，成巖成礦時(shí)間相近，他們是成礦火山巖演化漸變的細(xì)碧巖組合。

圖2 FAM（拉斑系列和鈣堿系列）圖解

2.4 礦區(qū)混雜巖

礦區(qū)混雜巖帶內(nèi)發(fā)育青白口紀(jì)早期花崗閃長(zhǎng)巖，侵入體廣泛發(fā)育片麻狀構(gòu)造，并呈長(zhǎng)條狀分布于混雜巖中，并有中生代輝長(zhǎng)玢巖、閃長(zhǎng)玢巖、正長(zhǎng)斑巖脈侵入。

2.5 礦區(qū)構(gòu)造特征

礦區(qū)南側(cè)為祁門—三陽(yáng)脆韌性斷裂帶，北西側(cè)為歙縣—水竹坑韌性斷裂帶，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。其中以143°～153°方向裂隙構(gòu)造與脈巖和礦化關(guān)系密切。

2.6 礦區(qū)地球物理、地球化學(xué)特征

2.6.1 地球物理特征

（1）電性特征。礦區(qū)內(nèi)分布的千枚巖、陽(yáng)起石化細(xì)碧巖、綠泥石英云母片巖等。一般巖石的極化率ηs 均在1.5%～2.5%之間，電阻率ρs 為103Ωm ～105Ωm；而銅礦石的＝50%，＝200Ωm。礦體與圍巖的電性差異很明顯。

（2）磁性特征。本區(qū)巖石大多為無(wú)磁或弱磁性，有磁性的主要為矽卡巖、部分細(xì)碧巖和角巖化千枚狀砂巖等。

2.6.2 地球化學(xué)特征

本區(qū)有Cu、Pb、Zn、Ag 的分散流異常；與中－基性火山巖帶有關(guān)的Cr、Ni、Co、V 的組合異常。

礦區(qū)內(nèi)各類巖石的銅的豐度值高于區(qū)域背景值。礦化帶內(nèi)綠泥石片巖銅含量高達(dá)520ug/g。是區(qū)域背景值的5 倍～6 倍。

3 礦床特征

3.1 礦化帶特征

水竹坑礦區(qū)分布兩條礦化帶，一條由綠泥石片巖、糜棱巖、細(xì)碧巖、千枚狀砂巖組成的水竹坑礦化帶，水竹坑礦區(qū)所發(fā)現(xiàn)的工業(yè)礦體均產(chǎn)于此帶內(nèi)；另一條即銅山－大備坑礦化蝕變帶，位于細(xì)碧巖帶的南東側(cè)與千枚巖的接觸帶內(nèi)側(cè)，該蝕變帶中局部有磁鐵礦化、銅礦化、鉛鋅礦化。

3.2 礦體特征

分布于細(xì)碧巖內(nèi)及其附近，綠泥石英片巖及砂質(zhì)千枚巖中。呈脈狀、似層狀、透鏡狀體產(chǎn)出。產(chǎn)狀基本與圍巖片理一致，走向北東，傾向南東，傾角在60°以上（圖1）。

礦區(qū)共圈定出工業(yè)礦體24 個(gè)，長(zhǎng)度16m ～300m，延深14m ～200m，平 均 厚 度0.91m ～7.37m，平 均 品 位 為0.50%～1.77%。產(chǎn)狀與銅礦化帶產(chǎn)狀一致。

礦石組分簡(jiǎn)單，主要礦石類型為綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細(xì)碧巖型和（糜棱巖化）砂質(zhì)千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦等；脈石礦物為石英、絹云母、綠泥石、方解石等。

礦物結(jié)構(gòu)大多呈不規(guī)則狀結(jié)構(gòu)，次有半自形交代結(jié)構(gòu)，未見(jiàn)有壓碎結(jié)構(gòu)，說(shuō)明成礦作用未受構(gòu)造變形影響。礦石為脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

3.3 圍巖蝕變特征

具有綠簾石化、陽(yáng)起石化、綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等蝕變。

3.4 蛇緣巖套富集Cu、Pb、Zn 元素

銅礦產(chǎn)于西村巖組中，與新元古代蛇綠巖套中的細(xì)碧巖緊密相隨相伴產(chǎn)出。通過(guò)對(duì)西村巖組等地層單位進(jìn)行系統(tǒng)的地球化學(xué)剖面測(cè)量，明顯富集Cu、Pb、Zn、V 等元素，其中Cu 的平均值為98.1×10-6。

3.5 火山熱水噴流沉積型銅礦床

西村巖組中的火山沉積建造由變安山玄武巖、細(xì)碧巖、角斑巖、角礫凝灰?guī)r彼此呈互層夾層產(chǎn)出，這些巖石出露區(qū)具有明顯的高Cu、Au 地化背景。上述資料說(shuō)明西村巖組中的火山巖與銅礦化關(guān)系密切。礦床的主體成因類型為海相火山熱水噴流沉積型銅礦床。銅礦品位居中等—富集。

4 礦床成因

4.1 西村巖組變質(zhì)細(xì)碧巖特征

細(xì)碧巖銅礦床，主要分布江南造山帶白際嶺島弧帶的北西側(cè)，在成因上與海底火山噴發(fā)的細(xì)碧角斑巖密切相關(guān)。含礦層位為新元古代西村巖組，其巖性為蛇綠巖套組合，主要有細(xì)碧巖、球粒玄武巖、層狀輝綠巖、角斑巖及石英角斑巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。巖性大致顯示海底噴發(fā)由基性到酸性。且在火山噴發(fā)間歇期間沉積碎屑巖（千枚巖、硅質(zhì)板巖等）。

4.2 變質(zhì)細(xì)碧巖成礦

水竹坑銅礦產(chǎn)于新元古代西村巖組,為蛇綠巖套巖石組合。主要有變質(zhì)細(xì)碧巖、球粒玄武巖層狀輝綠巖、角碧巖及石英角碧巖，其間夾有千枚狀碎屑巖。銅礦化與變質(zhì)細(xì)碧巖密切相關(guān)。其化學(xué)成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。含礦細(xì)碧—角斑巖系中見(jiàn)有硅質(zhì)巖、碧玉巖，具有海相火山熱水噴流—沉積礦床特征。原細(xì)碧角斑巖有沉積巖和海相火山巖雙重性質(zhì)，銅礦化受地層和火山巖控制明顯。

4.3 構(gòu)造及韌性剪切帶成礦

新元古代銅礦床，礦床分布于白際嶺島弧帶與歷口構(gòu)造帶接合部位及祁門—三陽(yáng)斷裂中西段北側(cè)，礦化賦存于西村巖組細(xì)碧巖內(nèi)。為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。如水竹坑、大備坑等礦床。

4.4 熱水噴流沉積型礦床

水竹坑銅礦床是在水下海底進(jìn)行，由熱水噴流沉積成礦作用形成。成礦物質(zhì)主要來(lái)源于海底火山熱液和噴氣。安徽東南地區(qū)海相火山熱水噴流沉積型銅礦床，按其成礦方式和賦礦層位，為產(chǎn)于新元古代變質(zhì)細(xì)碧角斑巖中的銅礦床亞類。

4.5 銅礦床成礦規(guī)律

皖南地區(qū)銅金多金屬礦成礦規(guī)律研究，旨在研究成礦地質(zhì)環(huán)境、控礦地質(zhì)因素、成礦地質(zhì)特征及地球化學(xué)背景基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？偨Y(jié)的成礦規(guī)律主要是時(shí)空分布規(guī)律，認(rèn)識(shí)應(yīng)用這些規(guī)律，有助于提高礦產(chǎn)預(yù)測(cè)水平和地質(zhì)找礦效果。銅礦床主要分布在白際嶺島弧帶北側(cè)及祁門—三陽(yáng)斷裂南側(cè)。含銅巖系為新元古代西村巖組細(xì)碧角斑巖建造，巖石主要為變細(xì)碧巖、輝綠—細(xì)碧枕狀熔巖、細(xì)碧角斑巖及石英角斑巖。礦化多呈條帶狀（層帶狀）、浸染狀分布。礦化帶受北東向和近東西向韌性剪切帶控制，圍巖蝕變主要為綠泥石化、透閃石化、陽(yáng)起石化、硅化等。

5 結(jié)論

水竹坑銅礦分布于皖南浙西的白際嶺島弧帶內(nèi)，其含銅礦體位于新元古代西村巖組細(xì)碧角斑巖系內(nèi)，巖石主要為細(xì)碧巖、輝綠-細(xì)碧枕狀熔巖、細(xì)碧角斑巖及石英角斑巖。

主要礦石類型為：綠泥石片巖及綠泥石石英云母片巖型、綠泥石化細(xì)碧巖型和（糜棱巖化）砂質(zhì)千枚巖型礦石。

礦石礦物以黃銅礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦為主，少量的閃鋅礦、方鉛礦、斑銅礦、輝銅礦、鈦鐵礦、膠狀黃鐵礦、孔雀石、輝鈷礦及白鐵礦等。

銅礦產(chǎn)于新元古代西村巖組的蛇綠巖套巖石組合。其化學(xué)成分具有高Na 低Ca 富水特征，且富集Cr、Pb、Zn、V 等元素。

水竹坑銅礦床為新元古代初始盆地水下火山熱水噴流沉積銅礦床。

礦區(qū)銅礦與西部休寧縣黃土嶺銅礦為同一巖漿成礦帶，其間伏川蛇綠巖中對(duì)晶巖進(jìn)行鋯石SHRIMP U-Pb 測(cè)得年齡為840Ma ～820Ma，作者認(rèn)為上述年齡值，即為新元古代西村巖組水竹坑銅礦（礦區(qū)）的成礦年齡。

本文在編寫(xiě)過(guò)程中得到汪應(yīng)庚、劉章平等正高級(jí)工程師指導(dǎo)與幫助，在此表示衷心感謝！文中不足之處敬請(qǐng)指正。